SAN技术在油田勘探开发一体化的应用

摘要:近几年随着吐哈油田勘探开发科研工作的不断深入,地学科研数据量逐年增多,加之并行机、PC集群的引进和高效利用,对数据访问速度、数据安全、数据冗灾提出了越来越高的要求,原有的DAS存储由于存在分立式存储孤岛、数据访问速度慢、数据安全性差等原因,以寻求一种更加安全、高效地存储技术来进行巨量数据的管理。SAN存储技术的问世,是存储技术发展过程中的一次重大技术革命,尤其在面向大容量数据多服务的高速处理中,以其高速访问,安全存储,数据共享,数据备份,数据迁移,冗灾恢复等优势,逐渐广泛应用于石油、银行、视频、气象、图书管理、军事等行业。

关键词:SAN存储区域网 FC光纤技术 光纤通道卡 并行计算

中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00

Abstract: In recent years as oil exploration scientific research in tuha, the earth research data by the increase and machine parallelism, pc and efficient use of cluster that the introduction of the data access speed or data security, a growth higher and higher demands of the existing Das storeis being raised because unobtrusive storage island, the data access by slow, data security, To find a safer and efficient technologies for storage volume of data storage technology. San is a storage technology development in a big technology revolution, especially in the volume of data for service of process, with the high-speed access and security of storage, data sharing, data backup, data and disaster recovery and growth, it is widely used in oil, banks, video, meteorological and the management and military industries.

Keywords: san storage area networks ;fc fiber optics ;fibre channel card ;computation

1SAN-存储区域网络

SAN(存储区域网络 Storange Area Network)是一个独立的、采用可伸缩的数据存储网络,能够对关键任务数据进行更加可管理、可扩展部署,是一种高速访问、安全级别高的网络存储技术。SAN技术全面突破了传统存储技术的距离限制,具有无限扩展性,将网络管理的概念引入到存储管理之中,提供高速高效数据访问。

1.1SAN技术优势

1.1.1首先是无限的扩展能力。

由于SAN采用了网络结构,服务器可以访问存储网络上的任何一个存储设备,因此用户可以自由增加磁盘阵列、带库和服务器等设备,使得整个系统的存储空间和处理能力得以按客户需求不断扩大。

1.1.2 基于千兆位带宽的高效高速存储

SAN与FC(Fibre Channel)光纤技术相结合,具备FC技术优点如FC-AL仲裁环机制、高频串行位传送机制、FC网络协议等,消除网络存储瓶颈,单环速度可达1GB~2GBb,双环可达2GB~4GB,能提供高速高效、可靠安全的数据传输服务。

1.1.3 开放的存储管理机制

单一系统对数据进行管理具有可扩展性和可用性方面的局限,而SAN采用开放的存储管理机制,是一种网络化的存储机制,存储设备独立于主机是网络的组成部分,数据访问不依赖设备的具置,动态扩容能力和兼容性强。

1.1.4 存储总容量利用率高

SAN采用集中网络化存储管理,消除存储孤岛,存储系统与服务器之间通过网络实现连通性以及它们之间的任意访问,这样能很好匹配存储系统,使总体容量利用率得到提高。

2 勘探开发一体化系统SAN系统构建

FC SAN以高速高效存储为优势广泛应用于石油地质领域,在应对勘探开发领域复杂大型计算方面有着不可替代的优良性能。

2.1网络拓扑结构

勘探开发一体化采用SAN技术,是以地质科研的需要和SAN优良性能为基础构建。该平台采用博科(Brocade)光纤交换机作为SAN核心交换机,其它系统存储设备-STK6540磁盘阵列、备份设备-SL500磁带机、图形计算器-IBM pc_cluster、并行计算服务器-SUNFIRE6900、显示服务器-IBM Zpro由光纤通道卡接入SAN交换机,建立FC光纤双通道连路。如下为勘探开发一体化SAN系统网络拓扑图。

2.2 勘探开发一体化SAN系统优点

2.2.1全交换冗余式网络拓扑结构

2台光纤Brocade SW4100全交换机为存储区域网络核心交换机,互为冗余,服务器和存储系统经由SAN交换机采用FC光纤双连路通道,点对点通信机制,可建立永久性连接和虚拟连接。此结构消除单点故障,保证业务的连续性和高可用性;每个接口都具备4Gb的网络带宽,可保证连路独享带宽,真正实现高效高速存储。

2.2.2构建数据高安全性和高访问性

通过实施方案一:通过软件对SAN交换机端口进行zone划分,实现zone内建立通信、组间隔断的网络通信机制,提高网络资源利用率,杜绝网络资源的浪费;实施方案二:通过机架式SUN StorageTek 6540磁盘阵列管理软件对服务器系统进行存储区域独立划分,提高数据操作的安全性和可访问性;实施方案三:采用安全性能优良的RAID5数据管理机制,对物理损坏硬盘可进行在线热拔插更换,保证数据的完整性,实现数据冗灾。

2.2.3消除存储网络瓶颈

FC SAN全交换式网络结构使每条连路能独享带宽,而主机系统各配备4Gb光纤通道卡,实现系统间4Gb带宽访问。机架式SUN StorageTek 6540 光纤通道磁盘阵列内部配有8个4Gb盘阵光纤接口与阵列中的磁盘相连,达到4GB带宽,同时配有2个RAID控制器,更是消除了存储内部的网络瓶颈;对外有8个4Gb带宽光纤通道卡,与SAN交换机相连,为并行服务器和刀片服务器提供数据I/O服务,具有32Gb/s的数据传输能力,保障了高性能并行计算机高速访问大容量数据的需求。

2.2.4完善的备份方案

LEGTO备份解决方案能很好融合LAN和SAN两种备份结构,满足了异构网络环境下数据安全性的备份要求,两种不同备份系统间进行了无缝连接;细化异构网络环境中系统备份需求,制定全方位分层次的备份策略,真正实现备份方案成为数据安全的坚实防护墙。

2.2.5并行计算和刀片集群计算构建超高性能计算

石油勘探开发领域对服务器的计算能力要求极高,随着深度计算油气藏能力,复杂大型地质解释和三维图形显示都需要超高性能计算的配合,结合业内顶级计算技术计算与实际计算能力的需要,构建的SAN计算系统,可以满足现在和末来几年内勘探开发一体化对计算能力的需求。

SUNFIR E6900(并行计算机)配有6块系统板、24个双核1.5GHz UltraSPARC-IV+ CPU,48MB二级缓存, 758MB三级缓存、96GB内存;具有4块4Gb/s 单通道光纤接口。该设备最高具有能同时提供16Gb数据I/O能力和72 GHz的计算能力,是地学解释处理的核心计算服务器。

IBM PC_CLUSTER(刀片集群计算机)配有32个双核CPU的IBM eServer BladeCenter™刀片作为计算节点,每个刀片有1个3.4GHz双核Xeon EM64T CPU,4G内存,673G硬盘。可以满足数模、地震等地学数据体三维图像的实时计算及数据到虚拟现实中心的数据传送。

3结语

勘探开发一体化的实施,使勘探开发研究院SAN存储从构想变为现实,是网络技术应用的一次飞跃,而且也是数据存储、数据管理方式的一次历史性跨越,它的实现,提高了数据的安全性、可靠性、共享能力,挖掘了科研数据的价值,节约了科研人员的时间,为一体化最终实现提供了一个良好的硬件平台。

参考文献

[1] 刘卫平. 网络存储中的数据容错和容灾技术 [D]. 西北工业大学,2006年.

作者简介:王文慧性别:女,大学本科文凭,工程师,主要从事软件开发和系统维护等工作,单位:吐哈油田公司勘探开发研究院科技信息中心。

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